Question

氮化硅（Si₃N₄）是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：
3SiO_2（s）+6C_（s）+2N_2（g）

高温

Si₃N_4（s）+6CO_（g）
（1）该反应的氧化剂是

 

，其还原产物是

 

；
（2）该反应的平衡常数表达式为K=

 

；
（3）若知上述反应为放热反应，则其反应热△H

 

零（填“大于”、“小于”或“等于”）；升高温度，其平衡常数值

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）；
（4）若使压强增大，则上述平衡向

 

反应方向移动（填“正”或“逆”）；
（5）若已知CO生成速率为v（CO）=18mol/（L．min），则N₂消耗速速率为v（N₂）=

 

mol/（L．min）．
（6）若该反应的平衡常数为 K=729，则在同温度下1L密闭容器中，一定量的SiO₂和C与2mol N₂充分反应，试计算N₂的转化率=

 

．（已知27²=729）

Answer 1

考点：化学平衡的计算,氧化还原反应,化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素

专题：氧化还原反应专题,化学平衡专题

分析：（1）根据化合价降低的是氧化剂、氧化剂对应的产物是还原产物来判断；
（2）根据化学平衡常数的含义；
（3）根据放热反应，△H＜0，以及温度对化学平衡的影响、平衡常数的影响，
（4）根据压强对化学平衡的影响；
（5）根据速率之比等于化学计量数之比；
（6）根据平衡常数计算．

解答： 解：（1）化合价降低的反应物是氧化剂，氧化剂被还原得到的生成物是还原产物，故答案为：N₂；Si₃N₄；
（3）化学平衡常数表达式为K=

C 6(CO)

C 2(N2)

，故答案为：

C 6(CO)

C 2(N2)

；
（4）因反应是放热反应，所以△H＜0，温度升高，平衡逆向移动，反应物的浓度增大，生成物浓度减少，平衡常数减小，故答案为：小于；减小；
（5）压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即逆反应方向，故答案为：逆；
（6）速率之比等于化学计量数之比，即v（N₂）=

1

3

v（CO）=6mol/（L?min），故答案为：6；
（6）设反应的N₂的物质的量为x，
     3SiO₂（s）+6C（s）+2N₂（g）

高温  .

Si₃N₄（s）+6CO（g）
起始：2mol                          0
转化：x                            3x
平衡：2-x                          3x
则平衡时N₂的浓度为（2-x）mol/L，CO的浓度为3x mol/L，则有：

(3x)6

(2-x)2

=729，解之得x=1，
则N₂的转化率是

1

2

=50%，
故答案为：50%．

点评：本题是一道综合题，主要考查了氧化还原反应、化学平衡常数、化学平衡移动、化学反应速率的计算，难度不大，做题时注意平衡常数的计算和应用．．